Эффективность линии по производству пшеничной обойной муки

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Здравый смысл подсказывает, что именно в зерне есть все необходимое для жизнедеятельности человека. Причины этого явления далеко не случайны. Одним из самых распространенных продуктов изготавливаемых из зерна, является мука.

Мука является пищевым продуктом, получаемым путем размола зерна злаков и других культур, идущим на приготовление хлеба, макаронных, кондитерских изделий и прочего. Различают муку в зависимости от вида сырья: пшеничную, ржаную, овсяную и др., а также по назначению, т. е. сорту. Получают ее при разовом, обойном или сортовом – повторительном (ступенчатом) помоле. Считается, что изначально размол осуществлялся с помощью ступки или зернотерки, затем жерновов. В настоящее время наибольшее распространение во всем мире получил размол на чугунных вальцах.

Мука, полученная при разовом помоле, и может называться «цельнозерновой» (поскольку все части целого зерна: плодовые и семенные оболочки, зародыш, частицы эндосперма и пр. остаются в муке). Однако до недавнего времени она больше была известна под названиями «фуражной» или «кормовой». Мука вырабатываемая при обойном помоле может называться мукой грубого помола, из-за содержания в ней в большом количестве грубых частей оболочек зерна. Хотя правильное ее название все же «обойная мука».

Каких-то 50 лет назад из этого сорта муки выпекалась основная часть всего производимого хлеба в России. Ее отличие от цельнозерновой муки, в том, что у муки грубого помола частично удалены плодовые оболочки, отобрано небольшое количество отрубей и частично удален зародыш. Так же она более выровнена по крупности, что не маловажно для ее хлебопекарных свойств.

Летописные указания свидетельствуют о том, что еще в конце 14 века на Руси начал распространяться «ступенчатый размол» вместо более примитивного разового помола. Его суть в получении различных по размеру и качеству частей зерна – крупок, при первичном дроблении, с последующим их раздельным, тонким измельчением в муку. Такой метод размола обеспечивает возможность выделения из зерна максимального количества свободного от оболочек эндосперма в виде муки.

В конце 19 века отличали пять сортов, или как тогда говорили «пять рук» только пшеничной муки: 1 крупчатная, конфетная, крупчатка первой руки; 2 первый первач, крупчатка другач, второй руки; 3 второй первач, подрукавная; 4 куличная; 5 крючки, выбойка. Мелкие отруби – меситка, крупные – шапша.

На сегодняшний день современная промышленность предлагает 4 сорта пшеничной: крупчатка, мука высшего, первого, второго сорта, и два сорта ржаной муки: сеянная и обдирная. Все эти сорта и в прошлом и в настоящем, отличаются друг от друга крупностью помола и соотношением периферийных частей зерна (оболочек и зародыша) и мучного зерна (эндосперма).

В этом и заключается актуальность выбранной темы.

Цель курсовой работы - оценка технико- экономической эффективности  линии по производству  пшеничной обойной муки.

Задачи, которые ставятся в работе:

- провести литературный  обзор;

- проанализировать патенты;

- охарактеризовать сырьё  и готовый продукт;

- описать аппаратно- технологический  процесс;

- определить материальный  баланс;

- внести предложения по  переработке и утилизации отходов  производства.

Объект исследования - пшеничная обойная мука

Предмет исследования - технология производства

В работе использовалась техническая, научная литература, патентные изыскания, статьи и научные рефераты, диссертации.

 

 

 

 

1.Литературный обзор

1.1 Анатомическое  строение зерна пшеницы

Зерно пшеницы состоит из нескольких анатомических частей – оболочек, эндосперма и зародыша и др., которые характеризуются различными физиологическими функциями и в связи с этим имеют разное строение и химический состав. [1]

 

1,2,3 – плодовые  оболочки; 4,5,6 – семенные оболочки; 7 – алейроновый слой; 8 – слои  клеток плодовой оболочки пшеницы  с поверхности; 9 – эндосперм; 10 –  щиток; 11 – почечка; 12 – осевая часть зародыша; 13 – корешок;

Рисунок 1. Продольный разрез зерна пшеницы

Таблица 1.Соотношение анатомических частей зерна пшеницы

Часть зерновки	Пшеница, %
Оболочки	5,5-8,0
в том числе: плодовые семенные	3,3-6,0 1,1-2,0
Алейроновый слой	6,8-8,8
Эндосперм	77,0-82,0
Зародыш	1,5-3,0

 

Около 4/5 массы зерновки составляет эндосперм. Это характерно для большинства злаков – пшеницы, ржи, овса, ячменя и др. Соотношение других частей колеблется в зависимости от ряда факторов. Например, содержание оболочек зерновки ржи выше, чем у пшеницы, а у твердой пшеницы выше, чем у мягкой. [2]

Зерно пшеницы имеет сложный химический состав. При оценке технологических и питательных свойств зерна немаловажное значение имеет количественное соотношение анатомических частей - зародыша, оболочек и эндосперма. [3]

Оболочки, состоящие в основном из неусвояемых человеческим организмом веществ, не имеют пищевой ценности. Это балласт, который способствует выведению из организма тяжелых металлов и токсинов.

Для изготовления сортовой муки используются не все части зерновки, а преимущественно эндосперм, и небольшой процент измельченных периферийных частей зерна – алейронового слоя и оболочек. Зародыш содержит много полноценных белковых веществ, жиров, углеводов, а также витаминов, но при сортовых помолах муки зародыш удаляется. [3]

Наибольшее значение как источник легкоусвояемых питательных веществ имеет эндосперм, поэтому содержание эндосперма в зерновке и возможность отделения его от оболочек и зародыша представляет практический интерес. Эндосперм состоит из многих жизненно необходимых человеку элементов, т.к.: белки, углеводы, ферменты, витамины, минеральные вещества и др.

Эндосперм – источник белков и крахмала. Из злаковых культур наиболее богато белками зерно пшеницы 11-18%, ржи 9-14%. Белковые вещества в зерне пшеницы и муке образуют клейковину. Ценится мука с высокой клейковиной, т.к. тесто из такой муки получается упругим, легко формируется, не прилипает.

Крахмал содержится в клетках эндосперма в виде крахмальных зерен. Он является важнейшим запасным углеводом зерна, а углеводы в живом организме – источник энергии, необходимой для биохимических процессов организма. Вместе с белками (клейковиной) это вещество определяет консистенцию теста и вкус хлеба. В муке содержится до 80% крахмала. При выпечке крахмал клейстеризуется, связывая образование сухого эластичного мякиша. [4]

Количество и соотношение различных групп углеводов влияют на технологические свойства зерна, на качество хлеба, т.к. сахара и крахмал необходимы для развития дрожжей в тесте, а крахмал вместе с белками составляет формирующую основу теста.

Из простейших сахаров в составе зерна наибольшее значение имеют глюкоза и фруктоза. Мука может обладать высокой, нормальной или низкой сахаробразующей способностью. При образовании теста глюкоза сбраживается дрожжами, выделяя углекислый газ, который при выпечке хлеба способствует образованию пористости. [5]

Жиры – важный энергетический материал для организма человека и носитель растворимых в жирах витаминов А, D, Е, К. Кроме этих витаминов мука, а следовательно и хлеб являются источником водорастворимых витаминов В1,  В2, РР, необходимых в питании человека. [6]

Таблица 2.Химический состав зерна пшеницы

Пищевые вещества	Пшеница мягкая	Пшеница твердая
1	2	3
Белки, г	11,2-12,5	13,0
Жиры, г	2,1-2,3	2,5
Сахариды, г	0,9-1,2	0,8
Крахмал, г	53,0-54,0	54,5
Клетчатка, г	2,4-2,5	2,3
Минеральные вещества, мг
натрий	8	8
калий	323-350	325
кальций	50-57	62
магний	104-111	114
фосфор	340-400	368
железо	5,1-5,7	5,3
Витамины, мг
В1	0,41-0,46	0,37
В2	0,13-0,17	0,1
РР	5,04-5,6	4,94
Энергетическая ценность, ккал	290	301

 

 

Зерно мягкой пшеницы по своему химическому составу и высокой калорийности является превосходным сырьем для производства муки и приготовления из нее печеного хлеба.

Процесс получения муки состоит из подготовки зерна к помолу: удаление примесей, очистка поверхности зерна, кондиционирование зерновой массы и самого помола. Помолы делят на обойные (простые) и сортовые (сложные). Сортовые помолы зерна могут быть одно-, двух- и  трехсортными. [7]

В технологическом процессе при переработке зерна учитывают разную пищевую ценность частей зерна и, используя различные свойства этих частей, при сортовых помолах формируют сорта муки, объединяя потоки муки с разных систем в тот или иной сорт.

 

1.2 Технологические  свойства зерна пшеницы

Технологические свойства сырья на мукомольных заводах определяются следующими основными показателями: выходом готовой продукции суммарно и по сортам; качеством готовой продукции; удельными эксплуатационными расходами. На технологические свойства зерна оказывает влияние комплекс их физико-химических, структурно-механических, теплофизических, биохимических свойств, которые изменяются под воздействием гидротермической обработки.

Натура и масса 1000 зерен. Натура - это масса одного литра зерна в граммах. До середины 19 века натура зерна была единственным показателем качества. В настоящее время показатель натуры широко применяется в международной торговле зерном. [8]

На показатель натуры влияет много параметров: размеры, форма, масса 1000 зерен, выравненность по крупности, влажность, засоренность, плотность и т.д. Именно поэтому один показатель натуры не может служить признаком, определяющим мукомольные достоинства зерна. Однако в совокупности с другими показателями натура остается важным показателем качества зерна. Масса 1000 зерен более строго, чем натура отражает его крупность и относительное содержание оболочек, зародыша и эндосперма. [9]

Если масса 1000 зерен основного зерна достаточно отличается от массы 1000 зерен засорителей, то эта разница используется для очистки зерна на инерционных очистителях и на пневмосепараторах. Показатель массы 1000 частиц промежуточных продуктов помола в совокупности с их размерами можно использовать при определении нагрузок на вальцовые станки.

Зольность. Зольность зерна и его составных частей варьирует в широких пределах. Решающим для технолога является то обстоятельство, что зольность эндосперма во много раз меньше зольности оболочек с алейроновым слоем. Так для пшеницы зольность эндосперма в 18...25 раз меньше зольности оболочек с алейроновым слоем, а для ржи - в 10...14 раз. Следовательно, показатель зольности отражает примерное соотношение оболочек и эндосперма в промежуточных продуктах помола и в готовой продукции. Для промежуточных продуктов помола (крупки и дунсты) зольность - единственный показатель их качества. Следует также отметить, что, несмотря на большой диапазон зольности зерна и его составных частей для разных партий пшеницы, технологу необходимо получить муку с зольностью не выше нормы. [10]

Стекловидность. Стекловидность характеризует структурно-механические свойства эндосперма, поэтому этот показатель определяет режимы гидротермической обработки зерна и режимы первых систем сортового помола. Из стекловидного зерна легче получить требуемый выход муки, чем из мучнистого, т.к. стекловидное зерно легче вымалывается, а на первых системах помола можно получить большое количество крупок. [12]

Зерно мягкой пшеницы по стекловидности делят на три группы. К первой группе относят зерно стекловидностью свыше 60%, ко второй – 40...60%, к третьей - меньше 40%. Смешивать партии зерна, по стекловидности относящиеся к разным группам, при размещении и хранении в элеваторе нельзя.

Влажность. Исходная влажность зерна как сырья для мукомольного завода должна интересовать технолога в той мере, насколько она позволяет ему управлять мукомольными свойствами зерна при гидротермической обработке. Если влажность зерна, поступающего на мельзавод с элеватора, низкая (до 12,5...13,5%), то у технолога больше возможностей улучшить мукомольные свойства зерна при помощи двух - трехкратной гидротермической обработки. Если же влажность зерна высокая (больше 14,5%), то у технолога остается единственная возможность увлажнить его только перед размолом. [14]

 

1.3 Мукомольные  свойства зерна пшеницы

Качество зерна поступающего на переработку в муку, оценивают по следующим показателям:

• Обязательным общим – характеризуют свежесть или здоровье зерна и его состояние. По этим показателям судят о стойкости зерна при хранении, возможности его использования, необходимости и режимах обработки. Их определяют в зерне независимо от целевого назначения;

• Обязательным специфическим – характеризуют технологические достоинства зерна. Это типовой состав, натура, крупность и выравненность, стекловидность, количество и качество клейковины, зольность и другие;

• Дополнительным – определяемым в случае необходимости или по особому указанию (прочность, полный химический состав или содержание отдельных веществ, например белков, активность ферментов, количественный и  качественный состав микрофлоры, остаточное содержание фумигантов в зерне). [15]

Все методы определения показателей качества зерна стандартизированы. Качество зерна определяют в лабораторных условиях органолептически или с применением различных приборов и устройств.

Органолептически определяется цвет, запах и вкус зерна. Эти показатели характеризуют его свежесть, и по ним можно судить о состоянии зерна, его стойкости при хранении и т.д. [16]